Per prima cosa è necessario fare un po di chiarezza sul termine “blocco motore”, chiamato dagli addetti al settore anche “monoblocco” o “basamento”. Come lascia intendere il termine stesso, si tratta della parte unica più grande e pesante di tutta la vettura. Ovviamente blocco motore è un termine che potete trovare anche nell’ambito di altri macchinari, e non solo delle vetture.
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- Cos è il blocco motore e come funziona
- Classificazione dei motori
- Le varie tipologie di albero
- Impianto di raffreddamento a liquido di un'auto
- Il ciclo per abbassare la temperatura
Cos è il blocco motore e come funziona
Il blocco motore svolge la funzione di ospitare le parti più importanti del motore, primi fra tutti i pistoni. Chiunque abbia una vaga idea di come funzioni un motore a scoppio sa bene che questi non è altro che un “trasformatore” di energia chimica in energia cinetica. In pratica il combustibile viene immesso nella camera di combustione, acceso tramite una scintilla, e l’esplosione derivante spinge via il pistone. Esso è collegato all’albero motore per trasformare il vettore del movimento in energia meccanica rotativa.
Questo breve excursus è necessario per spiegare il bisogno di un pezzo unico, il monoblocco, che con la propria massa sia in grado di resistere a tali esplosioni, che riduca le vibrazioni da esse derivanti.
Composizione
Il nome sembra suggerire una semplicità di realizzazione, traendo in inganno i più inesperti. In realtà il blocco motore può essere costituito anche da più di 25 parti dette “anime”, e da un numero ben più alto di “canali” atti alla diffusione del liquido refrigerante. La cosa interessante è che tali parti vengono realizzate in un primo momento sotto forma di “stampo”. Lo stampo viene realizzato in colla, indurente, e sabbia di zircone. In seguito si procede a colare nello stampo il metallo fuso, un tempo ghisa, oggigiorno una lega di alluminio.
Il rendimento dei motori termici dipende dalla temperatura iniziale e finale del loro ciclo. Molti dei motori di uso comune sono alternativi e/o rotativi e producono lavoro sotto forma di una coppia.
Per quel che concerne il blocco motore, salta subito all’occhio l’importanza della disposizione del gruppo termico e del pistone. Nel blocco motore orizzontale il pistone scende in senso orizzontale, mentre in altri casi il pistone ha una posizione verticale (le due marmitte sono diverse tra di loro a causa del diverso attacco).
I blocchi motore verticali sono sfavoriti perché hanno un condotto di alimentazione più breve e non hanno l’ammissione lamellare nel carter pompa. La partecipazione del pacco lamellare su una parte del cilindro circoscrive lo sviluppo dei travasi. I blocchi verticali presentano poi un raffreddamento ad aria mentre quelli orizzontali possono vantarne anche uno liquido.
Classificazione dei motori
- elettrico: in cui il movimento meccanico è dato dalla potenza in ingresso di tipo elettrico;
- termico: usa il calore per produrre un movimento meccanico, viene definito anche a “combustione” e può essere di due tipi: interna o esterna;
- a combustione interna: è una macchina endotermica, capace di funzionare tramite un’energia interna al motore, la miscela aria-combustibili;
- a combustione esterna: sfrutta una combustione che avviene all’esterno, come il motore a vapore;
- idraulico: sfrutta l’energia cinetica di un liquido per produrre energia meccanica;
- ad aria compressa: utilizza l’aria compressa per compiere un lavoro meccanico;
- a molla: funziona su un’energia accumulata;
- molecolare
Ancora oggi alcuni motori di dimensioni ridotte, e molti motori di ciclomotori, non fanno uso del cosiddetto “monoblocco”, montando strutture composte da 2 o più parti separabili. Un famoso esempio è il motore della Harley Davidson, che si contraddistingue appunto per il forte rumore e le potenti vibrazioni.
Le varie tipologie di albero
L'albero motore è un organo di trasmissione di un moto rotatorio. L'albero a differenza dall'asse, che è dotato di una certa velocità angolare, trasmette un movimento torcente a determinati elementi. Si tratta di un ricambio che ha una quantità di applicazioni in tutti i campi della trasmissione del moto.
Nei motori a pistoni troviamo l'albero motore, detto anche a gomiti (connesso alla scatola del cambio, in cui alloggiano l'albero primario e l'albero secondario). La scatola trasferisce il moto ad un albero di trasmissione che grazie al differenziale lo trasmette alle ruote.
L'albero trasmette dunque un moto rotatorio sottoposto ad uno sforzo di torsione. Se sottoposto a sforzo di flessione, dovrà essere dotato di opportuni supporti. Si pone, quindi, il problema dell'attrito tra la parte rotante e quella stazionaria (si può ricorrere alla chiavetta di Woodruff).
Quello a gomiti ha una forma dovuta alle manovelle. I perni sono uniti alla manovella grazie ai bracci manovella e sono abbracciati dalle bronzine chiuse fra testa e cappello di biella. Trasforma in questo modo il moto dei pistoni in moto circolare grazie al movimento delle bielle e lo sposta alla presa di forza collocata di solito in corrispondenza del volano.
Caratteristiche nelle automobili
L'albero motore delle automobili può avere diverse caratteristiche, legate alla funzione o alla tipologia di utilizzo cui è destinato. E' importante che abbia una determinata cavità, questo se il motore cui è collegato è dritto: in questo caso viene utilizzato cavo in modo da riuscire ad aumentarne la rigidità.
In altri casi è possibile utilizzare un albero controrotante, il quale ruota in direzione opposta a quella delle ruote, in modo da eliminare il cosiddetto effetto giroscopico, onde determinare un più rapido cambio di traiettoria.
Siccome durante la rotazione il motore tenderà a generare una coppia di forze contrarie a quella del motore stesso, si avrà che questa coppia tenderà a contrastare il moto della ruota in trazione: da qui avremo una migliore stabilità del veicolo in ogni situazione.
Albero a camme
L'albero a camme serve a trasmettere il moto agli elementi che sono ad esso collegato. E' costituito da delle parti calettate ed eccentriche dette appunto camme, e nel motore a scoppio serve a distribuire il moto che apre e chiude le Valvole.
Questo è dunque un elemento che costituisce il motore a quattro tempi e quello diesel. Attualmente, infatti, si trova sopra la testata dei motori di questo tipo, e procede a dirigere il movimento delle Valvole attraverso delle particolari punterie a bicchiere.
Per questo motivo, ovvero per la sua funzione legata all'apertura delle Valvole, è importantissimo in merito alle prestazioni delle vetture. Attraverso il variatore infatti, si ha una maggiore o minore apertura delle Valvole del motore, fatto che determina un aumento o una diminuzione della potenza del motore.
Grazie alla sua presenza, è possibile far arrivare il motore ad una erogazione di 100 cavalli per litro, in quanto sfrutta le proprietà della fase di scarico, insieme alla presenza del variatore d'alzata, che va a modificare di millimetri l'escursione della valvola.
L'albero a camme è dunque un elemento fondamentale su cui bisogna intervenire per aumentare la potenza del motore.
Messa in fase
Per metterlo in fase, è possibile utilizzare tre diversi sistemi:
- Nonio: questo sistema detto anche Verniero, è costituito dall'unione dell'albero di ingranaggio attraverso dei fori di numero diverso.
- Fori asolati: in questo caso i fori presenti sull'ingranaggio hanno un'asola che rende più facile la variazione di fasatura.
- Chiavetta di Woodrouff sfalsata: in questo caso l'ingranaggio si accoppia attraverso questa chiavetta.
Impianto di raffreddamento a liquido di un'auto
L'impianto di raffreddamento a liquido mantiene una temperatura costante (per quanto concerne un motore termico). Lo scopo di questo tipo di sistema è quello di eliminare il calore in eccesso dal motore in modo tale che tutte le sue componenti lavorino ad una temperatura ottimale.
Per i sistemi a circuito aperto si usa il liquido che avvolge il motore. Esiste una presa che raccoglie quello fresco che avvolge il motore mentre lo scarico è costituito da una feritoia da cui fuoriesce una volta usato. La caratteristica del liquido è che ha un punto di congelamento molto basso, un punto di ebollizione alto e possiede un’alta capacità di catturare e trattenere il calore.
Ricordiamo che il radiatore è costituito da un serbatoio che serve a far raffreddare il liquido proveniente dal monoblocco. E’ costituito da una griglia di tubicini ed alette che consentono un abbassamento della temperatura della sostanza utilizzata per abbassare la temperatura.
Si trova nella parte davanti del motore, in modo tale che prenda l’aria proveniente da fuori mentre l’auto è in movimento, ed è costruito in alluminio. Nello stesso tempo svolge la funzione di espellere l’aria calda del motore. E’ la ventola che aiuta il radiatore nell'operazione di raffreddamento. La ventola è collegata a un motorino elettrico, ed attivata dall'interruttore termostatico. Quest’ultimo congegno è un interruttore posto nelle vicinanze del radiatore che chiude un circuito elettrico che mette in azione la ventola.
Il ciclo per abbassare la temperatura
Il ciclo del raffreddamento a liquido varia a seconda della temperatura a cui si trova. Nel caso la sua temperatura sia minore di quella d'esercizio, si avrà un ciclo, mentre a una di regime se ne avrà un altro.
Possibili guasti
Nel caso in cui la temperatura sia sempre più elevata del normale, vuol dire che il sistema di raffreddamento non funziona come dovrebbe.
Una causa potrebbe essere la non ermeticità del radiatore: ciò che si verifica è una fuoriuscita del liquido. Le soluzioni suggerite sono principalmente di cambiare la guarnizione o di sigillare i piccoli fori che si sono creati.
Oltre a questo caso, il radiatore potrebbe rompersi a seguito di un incidente poiché è il primo ad essere colpito in un impatto frontale. Quindi, se è necessario sostituirlo, occorre prima far fuoriuscire il liquido e dopo procedere con la sostituizione.
Una volta eseguito ciò, si dovrà riempire con il nuovo liquido il sistema e far uscire l’aria.
Controllo livello del liquido refrigerante
Nei casi in cui si decida di effettuare un lungo viaggio o si accenda la spia luminosa indicante quando la temperatura del liquido raggiunge il punto di ebollizione, allora sarà il caso di effettuare un controllo per evitare eventuali danni.
In particolare, la spia rossa è un segnale che possiamo notare subito sul cruscotto, ma non sempre segnala un guasto al radiatore. A volte si accende semplicemente dopo una lunga sosta a motore acceso o dopo aver percorso una strada in salita sforzando il motore.
Ad ogni modo, il controllo è molto semplice, basta trovare e fare un’analisi veloce della vaschetta di espansione presente in tutte le nuove auto. Si tratta di un piccolo contenitore con le funzioni di rifornire il liquido mancante al sistema e di raccogliere quello in ebollizione. La raccomandazione è di effettuare questo controllo a motore spento e freddo. Una volta individuata la vaschetta, svitiamo il tappo e assicuriamoci che il livello sia compreso tra la tacca di minimo e quella di massimo. In questo caso possiamo stare tranquilli, altrimenti occorrerà versare del nuovo liquido fino al livello ottimale.
